KR102368842B1 - Method for producing hyperbranched aliphatic ester - Google Patents
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Abstract
[과제] 다분지 지방족 알코올과 다분지 지방족 카르본산을 무용제, 무촉매하에서 반응하여 하젠색수(APHA)가 낮은 다분지 지방족 에스테르를 얻는 제조방법을 제공한다.
[해결수단] 다분지 지방족 알코올과 다분지 지방족 카르본산을 무용제, 무촉매하에서 반응하여 다분지 지방족 에스테르를 얻은 후, 증류에 의해 정제한 다분지 지방족 에스테르를 얻는 제조방법으로서, 이 알코올과 이 카르본산 중 적어도 한쪽이 탄소원자수 10~30을 갖는 화합물이고, 얻어진 이 에스테르의 하젠색수(APHA)가 1~30인 상기 제조방법. 다분지 지방족 알코올 및 다분지 지방족 카르본산은, 각각 분자 내에 제3급탄소원자 및/또는 제4급탄소원자를 가지며, 분자 내의 이들 탄소원자의 합계수가 2개 이상인 이 알코올 및 이 카르본산이다. 반응이 180~300℃에서 행해지는 상기 방법. 1가 알코올과 1가 카르본산을 이용하는 상기 방법.[Project] To provide a method for preparing a polybranched aliphatic ester having a low Hazen color number (APHA) by reacting a polybranched aliphatic alcohol with a polybranched aliphatic carboxylic acid without a solvent and without a catalyst.
[Solutions] A method for producing a polybranched aliphatic ester by reacting a polybranched aliphatic alcohol with a polybranched aliphatic carboxylic acid without a solvent and without a catalyst to obtain a polybranched aliphatic ester, followed by distillation to obtain a purified polybranched aliphatic ester, the alcohol and the carboxylic acid The above production method, wherein at least one of the main acids is a compound having 10 to 30 carbon atoms, and the obtained ester has a Hazen color number (APHA) of 1 to 30. The polybranched aliphatic alcohol and the polybranched aliphatic carboxylic acid each have a tertiary carbon atom and/or a quaternary carbon atom in a molecule, and the total number of these carbon atoms in the molecule is two or more alcohol and this carboxylic acid. The above method wherein the reaction is carried out at 180-300°C. The above method using a monohydric alcohol and a monohydric carboxylic acid.
Description
본 발명은 투명성이 높은 다분지 지방족 에스테르의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing a highly transparent polybranched aliphatic ester.
착색도가 낮은 지방족 에스테르를 얻는 방법이 검토되고 있다. 고급지방족 에스테르는 화장품이나 윤활유, 분산제, 점도조정제 등 다방면의 용도에 걸쳐 있는데, 특히 화장품용도에서는 착색성이 낮은 고급지방족 에스테르가 요망되고 있다.
A method for obtaining an aliphatic ester having a low degree of coloration has been studied. Higher aliphatic esters have a wide range of uses, such as cosmetics, lubricants, dispersants, and viscosity modifiers. In particular, higher aliphatic esters with low colorability are desired in cosmetic applications.
예를 들어 다가알코올과 포화지방족 모노카르본산 또는 그의 유도체를 반응시키는 에스테르의 제조방법으로서, 반응 중에 추가로 포화지방족 모노카르본산 또는 그의 유도체를 첨가하여, 전체의 포화지방족 모노카르본산 또는 그의 유도체에 대한 다가알코올의 양이, 1/1.1~1/1.5인 에스테르의 제조방법이 검토되고 있다(특허문헌 1 참조). 이 제조방법에서는 무촉매, 무용매로 행해지고 있다.
For example, as a method for producing an ester in which a polyhydric alcohol and a saturated aliphatic monocarboxylic acid or a derivative thereof are reacted, a saturated aliphatic monocarboxylic acid or a derivative thereof is further added during the reaction to the total saturated aliphatic monocarboxylic acid or a derivative thereof. A method for producing an ester having a polyhydric alcohol content of 1/1.1 to 1/1.5 has been studied (see Patent Document 1). In this manufacturing method, it is carried out without a catalyst and without a solvent.
알코올과 카르본산의 반응에 의해 에스테르화 조생성물을 얻어, 이 에스테르화 조생성물에 대하여 탄화수소용매를 첨가하여 알칼리수용액을 이용하여, 과잉 첨가한 카르본산 등을 탈산하는 공정을 포함하는 에스테르의 제조방법이 개시되어 있다(특허문헌 2 참조). 알코올로는 탄소수 5~30의 직쇄 알코올을 들 수 있는데, 분지 알코올로는 3,5,5-트리메틸헥산올, 이소노난올 등을 들 수 있다. 분지 카르본산으로는, 3,5,5-트리메틸헥산산, 이소노난산 등을 들 수 있다.
A method for producing an ester, comprising the step of obtaining a crude esterification product by reaction of an alcohol and carboxylic acid, adding a hydrocarbon solvent to the crude esterification product, and deoxidizing the excess carboxylic acid using an alkaline aqueous solution This is disclosed (refer to Patent Document 2). Examples of the alcohol include straight-chain alcohols having 5 to 30 carbon atoms, and examples of the branched alcohol include 3,5,5-trimethylhexanol and isononanol. As branched carboxylic acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid, isononanoic acid, etc. are mentioned.
이소스테아릴알코올과 이소스테아르산의 에스테르화에 의해 얻어진 이소스테아릴이소스테아레이트를 성분으로 하는 미끄럼방지재가 개시되어 있다(특허문헌 3 참조). 여기서 이용되는 이소스테아릴알코올 또는 이소스테아르산과, 다른 산 또는 알코올의 에스테르화반응에 의해 공업적으로 제조된 것이 개시되어 있다(특허문헌 4 참조).
An anti-slip material containing isostearyl isostearate obtained by esterification of isostearyl alcohol and isostearic acid as a component is disclosed (see Patent Document 3). Industrially manufactured by the esterification reaction of isostearyl alcohol or isostearic acid used here with another acid or alcohol is disclosed (refer patent document 4).
α·β분지 또는 네오구조를 포함하거나 또는 포함하지 않는 탄소수 10 이상의 고급알코올과 붕산에스테르화제로부터 고급알코올붕산에스테르를 제조하고, 이 붕산에스테르와 탄소수 10 이상의 α·β분지 또는 네오구조를 갖는 고급지방산의 에스테르 교환반응에 의해 α·β분지 또는 네오구조를 갖는 고급지방족 에스테르를 제조하는 방법이 개시되어 있다(특허문헌 4 참조).
A higher alcohol boric acid ester is prepared from a higher alcohol having 10 or more carbon atoms and a boric acid esterifying agent with or without α·β branched or neo structure, and the boric acid ester and a higher fatty acid having an α·β branched or neo structure with 10 or more carbon atoms. A method for producing a higher aliphatic ester having α·β branched or neo-structure by transesterification is disclosed (see Patent Document 4).
종래, 고급지방족 알코올과 고급지방족 카르본산으로부터 고급지방족 에스테르를 제조할 때에, 용제 중에서 산촉매의 첨가에 의해 행해졌었으나, 얻어지는 고급지방족 에스테르는 착색이 일어나, 생성물의 고급지방족 에스테르를 증류하여도 생성물로부터 착색을 제거할 수는 없었다.
Conventionally, when a higher aliphatic ester is produced from a higher aliphatic alcohol and a higher aliphatic carboxylic acid, it has been carried out by addition of an acid catalyst in a solvent. could not be removed.
본원 발명에서는, 고급지방족 알코올이나 카르본산 중에서도, 다분지 지방족 알코올과 다분지 지방족 카르본산을 이용한 경우에는, 무용제이고 무촉매로 반응이 진행되어 다분지 지방족 에스테르가 얻어지고, 그 생성물은 하젠색수(APHA)로 표시되는 착색성의 값이 충분히 낮으나, 생성물을 증류로 제거함으로써 더욱 낮은 하젠색수(APHA)의 다분지 지방족 에스테르가 얻어지는 것을 발견하였다.
In the present invention, among higher aliphatic alcohols and carboxylic acids, when polybranched aliphatic alcohol and polybranched aliphatic carboxylic acid are used, the reaction proceeds without a solvent and without a catalyst to obtain a polybranched aliphatic ester, and the product is Hazen color water ( It has been found that although the colorability value expressed by APHA) is sufficiently low, polybranched aliphatic esters of lower Hazen color number (APHA) are obtained by distilling off the product.
다분지 지방족 알코올과 다분지 지방족 카르본산을 무용제, 무촉매하에서 반응하여 하젠색수(APHA)가 낮은 다분지 지방족 에스테르를 얻는 제조방법을 제공한다.
Provided is a method for preparing a polybranched aliphatic ester having a low Hazen color number (APHA) by reacting a polybranched aliphatic alcohol with a polybranched aliphatic carboxylic acid without a solvent or a catalyst.
본원 발명은 제1 관점으로서, 다분지 지방족 알코올과 다분지 지방족 카르본산을 무용제, 무촉매하에서 반응하여 다분지 지방족 에스테르를 얻은 후, 증류에 의해 정제한 다분지 지방족 에스테르를 얻는 제조방법으로서, 이(該) 알코올과 이 카르본산 중 적어도 한쪽이 탄소원자수 10~30을 갖는 화합물이고, 얻어진 이 에스테르의 하젠색수(APHA)가 1~30인 상기 제조방법,As a first aspect, the present invention provides a method for producing a polybranched aliphatic ester by reacting a polybranched aliphatic alcohol with a polybranched aliphatic carboxylic acid without a solvent and without a catalyst to obtain a polybranched aliphatic ester and then purified by distillation, (該) the above production method wherein at least one of an alcohol and this carboxylic acid is a compound having 10 to 30 carbon atoms, and the obtained ester has a Hazen color number (APHA) of 1 to 30;
제2 관점으로서, 탄소원자수 10~30의 다분지 지방족 알코올과, 탄소원자수 7~30의 다분지 지방족 카르본산을 반응하여, 탄소원자수 17~60의 다분지 지방족 에스테르를 얻는 제1 관점에 기재된 제조방법,As a second aspect, the production according to the first aspect, wherein a polybranched aliphatic alcohol having 10 to 30 carbon atoms and a polybranched aliphatic carboxylic acid having 7 to 30 carbon atoms are reacted to obtain a polybranched aliphatic ester having 17 to 60 carbon atoms. method,
제3 관점으로서, 탄소원자수 7~30의 다분지 지방족 알코올과, 탄소원자수 10~30의 다분지 지방족 카르본산을 반응하여, 탄소원자수 17~60의 다분지 지방족 에스테르를 얻는 제1 관점에 기재된 제조방법,As a third aspect, the production according to the first aspect, wherein a polybranched aliphatic alcohol having 7 to 30 carbon atoms and a polybranched aliphatic carboxylic acid having 10 to 30 carbon atoms are reacted to obtain a polybranched aliphatic ester having 17 to 60 carbon atoms. method,
제4 관점으로서, 탄소원자수 10~30의 다분지 지방족 알코올과, 탄소원자수 10~30의 다분지 지방족 카르본산을 반응하여, 탄소원자수 20~60의 다분지 지방족 에스테르를 얻는 제1 관점에 기재된 제조방법,As a fourth aspect, by reacting a polybranched aliphatic alcohol having 10 to 30 carbon atoms and a polybranched aliphatic carboxylic acid having 10 to 30 carbon atoms to obtain a polybranched aliphatic ester having 20 to 60 carbon atoms, the production according to the first aspect method,
제5 관점으로서, 1몰의 다분지 지방족 알코올에 대하여, 0.8~2.5몰의 다분지 지방족 카르본산을 반응시키는 것인 제1 관점 내지 제4 관점 중 어느 하나에 기재된 제조방법,As a fifth aspect, the production method according to any one of the first to fourth aspects, wherein 0.8 to 2.5 moles of polybranched aliphatic carboxylic acid are reacted with 1 mole of polybranched aliphatic alcohol;
제6 관점으로서, 다분지 지방족 알코올 및 다분지 지방족 카르본산은, 각각 분자 내에 제3급탄소원자 및/또는 제4급탄소원자를 가지며, 분자 내의 이들 탄소원자의 합계수가 2개 이상인 이 알코올 및 이 카르본산인 제1 관점 내지 제5 관점 중 어느 하나에 기재된 제조방법,As a sixth aspect, the polybranched aliphatic alcohol and the polybranched aliphatic carboxylic acid each have a tertiary carbon atom and/or a quaternary carbon atom in a molecule, and the total number of these carbon atoms in the molecule is two or more. The manufacturing method according to any one of the first to fifth aspects, which is the main acid;
제7 관점으로서, 다분지 지방족 알코올 및 다분지 지방족 카르본산은, 각각 분자 내에 제3급탄소원자 및/또는 제4급탄소원자를 가지며, 분자 내의 이들 탄소원자의 합계수가 2~10인 이 알코올 및 이 카르본산인 제1 관점 내지 제5 관점 중 어느 하나에 기재된 제조방법,As a seventh aspect, the polybranched aliphatic alcohol and the polybranched aliphatic carboxylic acid each have a tertiary carbon atom and/or a quaternary carbon atom in a molecule, and the total number of these carbon atoms in the molecule is 2 to 10. The production method according to any one of the first to fifth aspects, which is carboxylic acid;
제8 관점으로서, 다분지 지방족 알코올이 1가 알코올인 제1 관점 내지 제7 관점 중 어느 하나에 기재된 제조방법,As an eighth aspect, the production method according to any one of the first to seventh aspects, wherein the polybranched aliphatic alcohol is a monohydric alcohol;
제9 관점으로서, 다분지 지방족 알코올이 이소스테아릴알코올, 이소아라키딜알코올, 또는 트리메틸헥실알코올인 제1 관점 내지 제7 관점 중 어느 하나에 기재된 제조방법,As a ninth aspect, the production method according to any one of the first to seventh aspects, wherein the polybranched aliphatic alcohol is isostearyl alcohol, isoarachidyl alcohol, or trimethylhexyl alcohol;
제10 관점으로서, 다분지 지방족 카르본산이 1가 카르본산인 제1 관점 내지 제9 관점 중 어느 하나에 기재된 제조방법,As a tenth aspect, the production method according to any one of the first to ninth aspects, wherein the polybranched aliphatic carboxylic acid is a monovalent carboxylic acid;
제11 관점으로서, 다분지 지방족 카르본산이 이소스테아르산, 이소아라키딘산, 또는 트리메틸헥산산인 제1 관점 내지 제9 관점 중 어느 하나에 기재된 제조방법,As an eleventh aspect, the production method according to any one of the first to ninth aspects, wherein the polybranched aliphatic carboxylic acid is isostearic acid, isoarachidic acid, or trimethylhexanoic acid;
제12 관점으로서, 반응이 180~300℃에서 행해지는 제1 관점 내지 제11 관점 중 어느 하나에 기재된 제조방법,As a twelfth aspect, the production method according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the reaction is carried out at 180 to 300°C;
제13 관점으로서, 하젠색수(APHA)가 1~20인 제1 관점 내지 제12 관점 중 어느 하나에 기재된 제조방법, 및As a thirteenth aspect, the manufacturing method according to any one of the first to twelfth aspects, wherein the Hazen color number (APHA) is 1 to 20, and
제14 관점으로서, 하기 식(1-1), 또는 식(1-2):As a fourteenth aspect, the following formula (1-1), or formula (1-2):
[화학식 1][Formula 1]
로 표시되는 에스테르이다.
It is an ester represented by .
본원 발명에서는 고급지방족 알코올이나 카르본산 중에서도 다분지 고급지방족 알코올이나 다분지 고급지방족 카르본산을 원료에 이용하여 다분지 고급지방족 에스테르를 제조하는 경우에, 무용제이면서 무촉매로 에스테르화반응이 진행되어 다분지 고급지방족 에스테르가 얻어진다.
In the present invention, in the case of manufacturing a multi-branched higher aliphatic ester by using a poly-branched higher aliphatic alcohol or a poly-branched higher aliphatic carboxylic acid among higher aliphatic alcohols or carboxylic acids as a raw material, the esterification reaction proceeds without a solvent and without a catalyst. A branched higher aliphatic ester is obtained.
원료알코올과 원료카르본산은, 탄소원자수 10~30의 다분지 지방족 알코올과, 탄소원자수 7~30의 다분지 지방족 카르본산을 반응하여, 탄소원자수 17~60의 다분지 지방족 에스테르를 얻는 방법,The raw material alcohol and the raw material carboxylic acid react with a polybranched aliphatic alcohol having 10 to 30 carbon atoms and a polybranched aliphatic carboxylic acid having 7 to 30 carbon atoms to obtain a polybranched aliphatic ester having 17 to 60 carbon atoms;
탄소원자수 7~30의 다분지 지방족 알코올과, 탄소원자수 10~30의 다분지 지방족 카르본산을 반응하여, 탄소원자수 17~60의 다분지 지방족 에스테르를 얻는 방법,A method of reacting a polybranched aliphatic alcohol having 7 to 30 carbon atoms with a polybranched aliphatic carboxylic acid having 10 to 30 carbon atoms to obtain a polybranched aliphatic ester having 17 to 60 carbon atoms,
탄소원자수 10~30의 다분지 지방족 알코올과, 탄소원자수 10~30의 다분지 지방족 카르본산을 반응하여, 탄소원자수 20~60의 다분지 지방족 에스테르를 얻는 방법이다.A method of obtaining a polybranched aliphatic ester having 20 to 60 carbon atoms by reacting a polybranched aliphatic alcohol having 10 to 30 carbon atoms with a polybranched aliphatic carboxylic acid having 10 to 30 carbon atoms.
즉, 이 알코올과 이 카르본산 중 적어도 한쪽이 탄소원자수 10~30을 갖는 다분지 고급지방족 화합물인 경우에 본원 발명의 제조방법을 적용할 수 있다.That is, when at least one of the alcohol and the carboxylic acid is a polybranched higher aliphatic compound having 10 to 30 carbon atoms, the production method of the present invention can be applied.
본원 발명에서는 산화합물 등의 촉매를 이용하여도 비교적 저온(120~150℃ 정도)에서 반응은 진행된다. 그러나, 저온에서 반응시켰음에도 불구하고, 얻어진 다분지 고급지방족 에스테르는 산촉매(설폰산 등)의 분해에 의한 성분이 잔류하여, 생성물인 에스테르는 착색된다. 이 착색된 에스테르는 증류에 의해서도 착색이 없어지지는 않았다. 아마도, 착색성분이 에스테르와 강하게 상호작용하여, 증류에 의해서도 제거되지 않았기 때문이라 생각된다.
In the present invention, even if a catalyst such as an acid compound is used, the reaction proceeds at a relatively low temperature (about 120 to 150° C.). However, in spite of being reacted at a low temperature, in the obtained multi-branched higher aliphatic ester, components due to decomposition of an acid catalyst (sulfonic acid, etc.) remain, and the product ester is colored. This colored ester did not lose color even by distillation. This is probably because the coloring component strongly interacted with the ester and was not removed even by distillation.
본 발명에 의해 얻어지는 에스테르는, 낮은 하젠색수(APHA)를 나타내는 것인데, 이러한 효과는, 분지도가 낮은 알코올이나 카르본산을 이용한 경우에는 달성되지 않으며, 예를 들어 직쇄지방족 고급알코올과 직쇄지방족 고급카르본산은 열안정성이 낮고, 그 직쇄성분의 분해생성물이 생성물인 에스테르와 강하게 상호작용하여, 얻어진 에스테르는 증류 등으로는 충분히 투명해지지 않고, 이 때문에 착색된 에스테르로 된 것이라 생각된다.Although the ester obtained by the present invention exhibits a low Hazen color number (APHA), this effect is not achieved when an alcohol or carboxylic acid having a low degree of branching is used, for example, a linear aliphatic higher alcohol and a linear aliphatic higher carboxylic acid. The main acid has low thermal stability, and the decomposition product of the linear component strongly interacts with the product ester, so that the obtained ester does not become sufficiently transparent by distillation or the like, which is thought to be a colored ester.
또한, 본원 발명에 이용되는 알코올과 카르본산은, 적어도 일방이 탄소원자수 10~30을 갖는 화합물이 되는데, 이 탄소원자수 10~30을 갖는 화합물이 반응성 용매로서의 성질을 가지며, 이에 따라 일방 또는 양방이 반응계 내에서 용제로서의 역할을 하는 것이라 생각된다. 이에 따라 알코올과 카르본산이 상호 용해되어 균일한 반응계를 형성하여 반응이 진행되는 것이라 생각된다.
In addition, the alcohol and carboxylic acid used in the present invention, at least one of which becomes a compound having 10 to 30 carbon atoms, this compound having 10 to 30 carbon atoms has a property as a reactive solvent, and, accordingly, one or both It is thought to play a role as a solvent in the reaction system. Accordingly, it is thought that the reaction proceeds by dissolving the alcohol and the carboxylic acid to form a uniform reaction system.
본원 발명의 알코올이나 카르본산은 탄소원자수 10~30을 가짐과 함께, 분지도를 나타내는 제3급탄소원자나 제4급탄소원자의 수가 특정수의 비율로 존재해 있으므로써, 높은 열안정성과 높은 상호용해성이 얻어지고, 촉매의 첨가 없이도 충분히 반응이 진행되므로, 종래품인 에스테르에 비해 하젠색수(APHA)가 낮은(즉, 착색성이 낮은) 에스테르가 얻어진다.The alcohol or carboxylic acid of the present invention has 10 to 30 carbon atoms, and the number of tertiary carbon atoms and quaternary carbon atoms indicating the degree of branching exists in a specific number ratio, so that high thermal stability and high mutual solubility This is obtained, and the reaction proceeds sufficiently without addition of a catalyst, so that an ester having a lower Hazen color number (APHA) (that is, a lower coloration property) is obtained as compared to the conventional ester.
본원 발명에서는 특정 원료를 선택하고, 무용제와 무촉매로 반응함으로써, 얻어지는 에스테르는 착색이 거의 없으므로, 착색된 에스테르 화합물이 경원되는 등의 용도, 예를 들어 화장품이나 도료나 윤활유 등의 분야에 본 발명에서 얻어진 에스테르를 유효하게 적용할 수 있다.
In the present invention, the ester obtained by selecting a specific raw material and reacting without a solvent and without a catalyst has almost no coloration, so the present invention is used for applications such as lightening of the colored ester compound, for example, cosmetics, paints, lubricating oils, etc. The ester obtained from can be effectively applied.
또한, 본원 발명에서는 카르본산이 알코올에 대하여 당량비로 많이 존재시킴으로써, 원료인 카르본산이 촉매적인 효과를 발휘한다고 생각된다.Moreover, in this invention, it is thought that carboxylic acid which is a raw material exhibits a catalytic effect by making carboxylic acid exist abundantly in an equivalent ratio with respect to alcohol.
본원 발명은 원료인 특정 알코올과 카르본산을 선택함으로써, 무용제이면서 무촉매로 반응을 진행할 수 있고, 그 결과, 하젠색수(APHA)가 낮은(즉, 투명성이 높은) 에스테르를 얻는 제조방법이다.
The present invention is a manufacturing method for obtaining an ester having a low Hazen color number (APHA) (ie, high transparency) by selecting a specific alcohol and carboxylic acid as raw materials, thereby allowing the reaction to proceed without a solvent and without a catalyst.
본원 발명은 다분지 지방족 알코올과 다분지 지방족 카르본산을 무용제, 무촉매하에서 반응하여 다분지 지방족 에스테르를 얻는 제조방법으로서, 이 알코올과 이 카르본산 중 적어도 한쪽이 탄소원자수 10~30을 갖는 화합물이고, 얻어진 이 에스테르의 하젠색수(APHA)가 1~30, 또는 1~20인 상기 제조방법이다.
The present invention is a method for preparing a polybranched aliphatic ester by reacting a polybranched aliphatic alcohol with a polybranched aliphatic carboxylic acid without a solvent and without a catalyst, wherein at least one of the alcohol and the carboxylic acid is a compound having 10 to 30 carbon atoms , wherein the obtained ester has a Hazen color number (APHA) of 1 to 30, or 1 to 20.
상기 하젠색수(APHA)는 상온에서 액체인 화학제품, 또는 가열하여 용융상태가 되는 화학제품의 색을 시험하는 방법으로서, 일본공업규격 JIS K0071-1이나, 국제규격 ISO/DIS6271에 기재되어 있는 방법에 기초하여 측정된다. 본 발명에 있어서는 상온에서 액체인 에스테르의 색의 측정에 이용한다. 원리는 액체의 화학제품의 색을, 표준비색액(백금-코발트 표준비색액)과 비교하여, 그 결과를 하젠단위색수로서 표기한다.The Hazen color water (APHA) is a method of testing the color of a chemical product that is liquid at room temperature or a chemical product that is heated to a molten state, and is a method described in Japanese Industrial Standard JIS K0071-1 or International Standard ISO/DIS6271 is measured based on In this invention, it uses for the measurement of the color of ester liquid at normal temperature. The principle is that the color of a liquid chemical is compared with a standard colorimetric solution (platinum-cobalt standard colorimetric solution), and the result is expressed as a Hazen unit color number.
하젠색수의 측정은 일본공업규격에서는 표준액과 시료를 육안으로 비교하여 판정하고 있으나, 본 발명에서는 측정장치를 사용하여 판정할 수 있다.Although the measurement of Hazen color number is determined by visually comparing a standard solution and a sample in Japanese Industrial Standards, in the present invention, it can be determined using a measuring device.
하젠표준색과 시료의 비교에서 광흡수곡선이나 굴절률이 상이하여, 광전광도계나 분광광도계로 하젠색수의 측정을 행한 경우에 육안판정과 상이한 결과를 나타내지 않도록, 광전색채계의 원리로 육안판정에 준거한 측정값이 얻어지는 하젠색수 측정기를 사용할 수 있다. 예를 들어, 주식회사 엣쿠스(エックス) 전자설계의 상품명 HM-IV를 사용할 수 있다.
In comparison with the Hazen standard color and the sample, the light absorption curve or refractive index is different, so that when the Hazen color number is measured with a photoelectric photometer or a spectrophotometer, results that are different from the visual judgment are not obtained. A Hazen color number meter from which the measured values are obtained can be used. For example, the trade name HM-IV of Exus Electronic Design Co., Ltd. can be used.
본원 발명에서는, 탄소원자수 10~30의 다분지 지방족 알코올과, 탄소원자수 7~30의 다분지 지방족 카르본산을 반응하여, 탄소원자수 17~60의 다분지 지방족 에스테르를 얻는 제조방법을 들 수 있고,In the present invention, a method for obtaining a polybranched aliphatic ester having 17 to 60 carbon atoms by reacting a polybranched aliphatic alcohol having 10 to 30 carbon atoms with a polybranched aliphatic carboxylic acid having 7 to 30 carbon atoms is mentioned,
또한, 탄소원자수 7~30의 다분지 지방족 알코올과, 탄소원자수 10~30의 다분지 지방족 카르본산을 반응하여, 탄소원자수 17~60의 다분지 지방족 에스테르를 얻는 제조방법을 들 수 있고,In addition, a production method of reacting a polybranched aliphatic alcohol having 7 to 30 carbon atoms and a polybranched aliphatic carboxylic acid having 10 to 30 carbon atoms to obtain a polybranched aliphatic ester having 17 to 60 carbon atoms is mentioned,
또한, 탄소원자수 10~30의 다분지 지방족 알코올과, 탄소원자수 10~30의 다분지 지방족 카르본산을 반응하여, 탄소원자수 20~60의 다분지 지방족 에스테르를 얻는 제조방법을 들 수 있다. 즉, 이 알코올과 이 카르본산 중 적어도 한쪽이 탄소원자수 10~30을 갖는 화합물을 이용함으로써 달성된다.
Further, there is a manufacturing method in which a polybranched aliphatic alcohol having 10 to 30 carbon atoms and a polybranched aliphatic carboxylic acid having 10 to 30 carbon atoms are reacted to obtain a polybranched aliphatic ester having 20 to 60 carbon atoms. That is, it is achieved by using a compound in which at least one of this alcohol and this carboxylic acid has 10 to 30 carbon atoms.
다분지 지방족 알코올 및 다분지 지방족 카르본산은, 각각 분자 내에 제3급탄소원자 및/또는 제4급탄소원자를 가지며, 분자 내의 이들 탄소원자의 합계수가 2개 이상, 또는 3개 이상, 또는 5개 이상인 이 알코올 및 이 카르본산을 이용할 수 있다.The polybranched aliphatic alcohol and the polybranched aliphatic carboxylic acid each have a tertiary carbon atom and/or a quaternary carbon atom in a molecule, and the total number of these carbon atoms in the molecule is 2 or more, or 3 or more, or 5 or more. This alcohol and this carboxylic acid can be used.
그리고, 다분지 지방족 알코올 및 다분지 지방족 카르본산은, 각각 분자 내에 제3급탄소원자 및/또는 제4급탄소원자를 가지며, 분자 내의 이들 탄소원자의 합계수가 2~10, 또는 3~10, 또는 5~10, 또는 2~5이고 이 알코올 및 이 카르본산을 이용할 수 있다.The polybranched aliphatic alcohol and the polybranched aliphatic carboxylic acid each have a tertiary carbon atom and/or a quaternary carbon atom in a molecule, and the total number of these carbon atoms in the molecule is 2 to 10, or 3 to 10, or 5 -10, or 2-5, and this alcohol and this carboxylic acid can be used.
그리고, 다분지 지방족 알코올 및 다분지 지방족 카르본산은, 각각 분자 내에 제3급탄소원자와 제4급탄소원자를 가지며, 분자 내의 이들 탄소원자의 합계수가 2~10, 또는 3~10, 또는 5~10, 또는 2~5이고 이 알코올 및 이 카르본산을 이용할 수 있다.
The polybranched aliphatic alcohol and the polybranched aliphatic carboxylic acid each have a tertiary carbon atom and a quaternary carbon atom in a molecule, and the total number of these carbon atoms in the molecule is 2 to 10, or 3 to 10, or 5 to 10. , or 2 to 5, and this alcohol and this carboxylic acid can be used.
다분지 지방족 알코올은 1가 알코올을 이용할 수 있으며, 예를 들어 이소스테아릴알코올(탄소원자수 18), 이소아라키딜알코올(탄소원자수 20), 트리메틸헥실알코올(탄소원자수 9)을 들 수 있다.As the polybranched aliphatic alcohol, monohydric alcohols can be used, and examples thereof include isostearyl alcohol (18 carbon atoms), isoarachidyl alcohol (20 carbon atoms), and trimethylhexyl alcohol (9 carbon atoms).
[화학식 2][Formula 2]
다분지 지방족 카르본산은 1가 카르본산을 이용할 수 있으며, 예를 들어 이소스테아르산(탄소원자수 18), 이소아라키딘산(탄소원자수 20), 트리메틸헥산산(탄소원자수 9)을 들 수 있다.As the polybranched aliphatic carboxylic acid, monovalent carboxylic acid can be used, and examples thereof include isostearic acid (18 carbon atoms), isoarachidic acid (20 carbon atoms), and trimethylhexanoic acid (9 carbon atoms).
[화학식 3][Formula 3]
상기 알코올이나 카르본산은 1가의 화합물이 바람직하고, 2가, 3가의 화합물을 이용한 경우에는 중합이 진행되어 폴리에스테르를 발생시키므로, 용도에 적합한 에스테르로 할 수 없다.
The alcohol or carboxylic acid is preferably a monovalent compound, and when a divalent or trivalent compound is used, polymerization proceeds to generate a polyester, and thus an ester suitable for use cannot be obtained.
상기 에스테르를 제조하는 조건은, 180~300℃, 또는 200~260℃의 온도에서 1~40시간, 또는 4~25시간의 반응을 행하여 얻어진다.The conditions for producing the ester are obtained by performing a reaction at a temperature of 180 to 300° C. or 200 to 260° C. for 1 to 40 hours, or 4 to 25 hours.
알코올과 카르본산의 비율은, 1몰의 다분지 지방족 알코올에 대하여, 0.8~2.5몰, 바람직하게는 1.01~2.5몰, 바람직하게는 1.01~1.3몰의 다분지 지방족 카르본산을 반응시킬 수 있다.
The ratio of the alcohol to the carboxylic acid is 0.8 to 2.5 moles, preferably 1.01 to 2.5 moles, preferably 1.01 to 1.3 moles of the polybranched aliphatic carboxylic acid can be reacted with respect to 1 mole of the polybranched aliphatic alcohol.
반응용기는 교반장치와 환류장치가 부착된 용기로 행해지며, 질소 등의 플로우장치로 질소를 흘리는 것이 가능하여, 에스테르화반응의 탈수에 의한 생성수를 분리할 수 있다. 상기 용기는 내압성의 용기를 이용할 수도 있다.The reaction vessel is a vessel equipped with a stirring device and a reflux device, and it is possible to flow nitrogen through a flow device such as nitrogen, so that water produced by dehydration of the esterification reaction can be separated. As the container, a pressure-resistant container may be used.
반응에 이용하는 용기는, 스테인리스제 반응용기나, 스테인리스제 용기의 내측이 유리피복된 글라스라이닝제 반응용기를 들 수 있다. 스테인리스제 반응용기를 이용하는 경우에는 반응공정에서 스테인리스로부터의 성분의 용출 가능성도 있으므로, 순도를 떨어뜨리지 않고, 착색성이 낮은 제품을 얻기 위하여 글라스라이닝제 반응용기를 이용하는 것이 바람직하다.
Examples of the vessel used for the reaction include a stainless steel reaction vessel and a glass-lined reaction vessel in which the inside of the stainless steel vessel is coated with glass. In the case of using a stainless steel reaction vessel, there is a possibility that components may be eluted from the stainless steel in the reaction process. Therefore, it is preferable to use a glass-lined reaction vessel in order to obtain a product with low colorability without degrading the purity.
본원 발명에서 얻어지는 에스테르는 예를 들어 이하에 예시할 수 있다.The ester obtained by this invention can be illustrated below, for example.
[화학식 4][Formula 4]
[화학식 5][Formula 5]
상기 알코올과 카르본산으로부터 얻어진 에스테르는, 그 시점에서 하젠색수(APHA)가 30~80 정도이다.
The ester obtained from the alcohol and carboxylic acid has a Hazen color number (APHA) of about 30 to 80 at that point.
상기 제법에서는 증류에 의해 하젠색수(APHA)를 1~30, 또는 1~20, 또는 1~10, 또는 1~6로 저하된 에스테르를 얻을 수 있으며, 예를 들어, 하젠색수가 4~30, 또는 4~20, 또는 4~10인 에스테르가 얻어진다.In the above method, an ester having a Hazen color number (APHA) of 1 to 30, or 1 to 20, or 1 to 10, or 1 to 6, can be obtained by distillation, for example, a Hazen color number of 4 to 30, or 4 to 20, or 4 to 10 esters are obtained.
증류는 분자량이 낮은 에스테르의 경우 통상의 감압증류에 의해 행해지는데, 고분자량 에스테르의 경우에는 박막증류, 단공정증류, 분자증류 등을 이용할 수 있다. 증류조건은, 예를 들어 온도 80~300℃, 감압도 0.05~50Pa로 행할 수 있다.Distillation is performed by ordinary vacuum distillation in the case of esters having a low molecular weight. In the case of esters having a high molecular weight, thin film distillation, short process distillation, molecular distillation, etc. may be used. Distillation conditions can be performed, for example at a temperature of 80 to 300°C and a reduced pressure of 0.05 to 50 Pa.
또한, 본원 발명은 식(1-1), 또는 식(1-2)로 표시되는 신규한 에스테르이다.
Moreover, this invention is a novel ester represented by Formula (1-1) or Formula (1-2).
실시예
Example
시료의 분석에 이용한 장치는 이하와 같다.The apparatus used for the analysis of the sample is as follows.
·GC(가스크로마토그래피)· GC (Gas Chromatography)
장치: Shimadzu Corporation제 GC-2010 Plus 시스템(순도를 분석)Apparatus: GC-2010 Plus system made by Shimadzu Corporation (purity analysis)
·하젠미터・Hazen meter
장치: 주식회사 엣쿠스 전자설계제, HM-IV(색상 APHA를 분석)Apparatus: Ekkus Electronic Design Co., Ltd., HM-IV (analysis of color APHA)
측정장치의 광원은 3색 LED이고, 수광소자는 실리콘포토다이오드이다.The light source of the measuring device is a three-color LED, and the light receiving element is a silicon photodiode.
장치내장의 시스템으로 하젠계산처리를 행하여 하젠색수를 표시한다. 하젠색수 10~1000의 표준액과 대비하여, 하젠색수±2 이내의 정밀도(精度)(분해능은 하젠색수 1)이고, 하젠색수 0~1000까지의 측정범위로 측정하였다. 경질유리시험관을 이용한 시료셀에 약 20ml의 측정시료를 넣어 측정하였다.Hazen calculation processing is performed by the system built in the device, and the number of Hazen colors is displayed. Compared with a standard solution having a Hazen color number of 10 to 1000, the accuracy was within ±2 of the Hazen color number (resolution is the Hazen color number 1), and measurements were made in the measurement range of the Hazen color number 0 to 1000. About 20ml of the measurement sample was put into a sample cell using a hard glass test tube and measured.
·NMR・NMR
장치: JEOL Ltd.제 JNM-ECP300Device: JNM-ECP300 made by JEOL Ltd.
·GC-MS·GC-MS
장치: Shimadzu Corporation제 GCMS-QP2010UltraDevice: GCMS-QP2010Ultra made by Shimadzu Corporation
·ICP-OES・ICP-OES
장치: SII제 SPS-5520
Device: SII SPS-5520
(실시예 1/무촉매·무용제의 반응)(Example 1/Reaction of no catalyst and no solvent)
이소스테아릴알코올(5,7,7-트리메틸2-〔1,3,3-트리메틸부틸〕옥탄올-1(Nissan Chemical Industries, Ltd.제, 상품명 FO-180, APHA=4)) 540g과 이소스테아르산(5,7,7-트리메틸2-〔1,3,3-트리메틸부틸〕옥탄산-1(Nissan Chemical Industries, Ltd.제, APHA=8)) 596g을 스테인리스제 반응기 중에 첨가하고, 질소플로우를 하면서 250℃에서 21시간 반응시켰다. 결과, 대응하는 에스테르체인 이소스테아릴이소스테아레이트(식(1-3)에 상당)의 조물(粗物) 1066g을 얻었다. GC 분석의 결과, 이소스테아릴이소스테아레이트가 87.6%, 이소스테아릴알코올이 6.3%, 이소스테아르산이 5.5%, 기타 성분의 합계가 0.6%였다. 이 시점에서의 APHA는 29였다.540 g of isostearyl alcohol (5,7,7-trimethyl2-[1,3,3-trimethylbutyl]octanol-1 (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., trade name FO-180, APHA=4)) and iso 596 g of stearic acid (5,7,7-trimethyl2-[1,3,3-trimethylbutyl]octanoic acid-1 (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., APHA=8)) was added to a stainless steel reactor, and nitrogen The reaction was carried out at 250°C for 21 hours while flowing. As a result, 1066 g of a crude product of isostearyl isostearate (corresponding to the formula (1-3)), which is the corresponding ester, was obtained. As a result of GC analysis, isostearyl isostearate was 87.6%, isostearyl alcohol was 6.3%, isostearic acid was 5.5%, and the total of other components was 0.6%. The APHA at this point was 29.
이 조물 중 1000g을 단행정(短行程) 증류장치(롤러와이퍼식)를 이용하여 증류정제를 행하였다. 잔존하는 이소스테아릴알코올과 이소스테아르산을 감압도 6.6~8.6Pa, 온도 140℃에서 유출(溜出)시켰다. 결과, 잔분으로서 이소스테아릴이소스테아레이트 790g을 얻었다. GC 분석의 결과, 이소스테아릴이소스테아레이트가 98.6%, 이소스테아릴알코올이 0.1%, 이소스테아르산이 1.0%, 기타 성분의 합계가 0.3%였으며, 이 시점에서의 APHA는 38이었다.1000 g of the crude product was purified by distillation using a short stroke distillation apparatus (roller wiper type). The remaining isostearyl alcohol and isostearic acid were discharged at a reduced pressure of 6.6 to 8.6 Pa and a temperature of 140°C. As a result, 790 g of isostearyl isostearate was obtained as a residue. As a result of GC analysis, isostearyl isostearate was 98.6%, isostearyl alcohol was 0.1%, isostearic acid was 1.0%, and the total of other components was 0.3%, and the APHA at this point was 38.
얻어진 잔분으로부터 동일한 증류장치를 이용하여, 감압도 0.1Pa, 온도 150℃에서 이소스테아릴이소스테아레이트를 유출시켰다. 얻어진 무색투명한 이소스테아릴이소스테아레이트는 735g이었고, GC 분석의 결과, 이소스테아릴이소스테아레이트가 99.3%, 이소스테아르산이 0.3%, 기타 성분의 합계가 0.4%였으며, APHA는 9였다. ICP 분석의 결과, 철분은 검출되지 않았다. 잔분측에는 반응시에 스테인리스제 반응기로부터 혼입한 약간의 착색성분이 제거되어 갈색이었으며, APHA는 498이었다. ICP 분석의 결과, 철분이 13ppm 검출되었다.
Using the same distillation apparatus, isostearyl isostearate was distilled from the obtained residue at a reduced pressure of 0.1 Pa and a temperature of 150°C. The obtained colorless and transparent isostearyl isostearate was 735 g. As a result of GC analysis, isostearyl isostearate was 99.3%, isostearic acid was 0.3%, the total of other components was 0.4%, and APHA was 9. As a result of ICP analysis, no iron was detected. On the residue side, some colored components mixed in from the stainless steel reactor during the reaction were removed and it was brown, and APHA was 498. As a result of ICP analysis, 13 ppm of iron was detected.
(실시예 2/무촉매·무용제의 반응)(Example 2/Reaction of no catalyst and no solvent)
실시예 1과 동일한 수법으로, 반응기로서 글라스라이닝제 반응기를 이용하여 이소스테아릴이소스테아레이트를 합성하였다.In the same manner as in Example 1, isostearyl isostearate was synthesized using a glass-lined reactor as a reactor.
그 조물을 통상의 증류장치를 이용하여 정제하였다. 감압도 0.1Pa, 온도 270~280℃에서 이소스테아릴이소스테아레이트(식(1-3)에 상당)를 유출시켜 무색투명한 목적물을 얻었다. GC 분석의 결과, 이소스테아릴이소스테아레이트가 99.8%, 이소스테아르산이 0.2%였으며, APHA는 6이었다.
The crude product was purified using a conventional distillation apparatus. Isostearyl isostearate (corresponding to Formula (1-3)) was distilled out at a reduced pressure of 0.1 Pa and a temperature of 270 to 280° C. to obtain a colorless and transparent target product. As a result of GC analysis, isostearylisostearate was 99.8%, isostearic acid was 0.2%, and APHA was 6.
(실시예 3/무촉매·무용제의 반응)(Example 3/Reaction of no catalyst and no solvent)
이소스테아릴알코올(5,7,7-트리메틸2-〔1,3,3-트리메틸부틸〕옥탄올-1(Nissan Chemical Industries, Ltd.제, 상품명 FO-180, APHA=4)) 195g과, 이소스테아르산(5,7,7-트리메틸2-〔1,3,3-트리메틸부틸〕옥탄산-1(Nissan Chemical Industries, Ltd.제, APHA=8)) 410g을 스테인리스제 반응기 중에 첨가하고, 질소플로우를 하면서 250℃에서 10시간 반응시켰다. 결과, 대응하는 에스테르체인 이소스테아릴이소스테아레이트(식(1-3)에 상당)의 조물 493g을 얻었다. GC 분석의 결과, 이소스테아릴이소스테아레이트가 66.4%, 이소스테아릴알코올이 0.6%, 이소스테아르산이 32.6%, 기타 성분의 합계가 0.4%였으며, 이 시점에서의 APHA는 77이었다.195 g of isostearyl alcohol (5,7,7-trimethyl2-[1,3,3-trimethylbutyl]octanol-1 (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., trade name FO-180, APHA=4)); 410 g of isostearic acid (5,7,7-trimethyl2-[1,3,3-trimethylbutyl]octanoic acid-1 (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., APHA=8)) was added to a stainless steel reactor, The reaction was carried out at 250° C. for 10 hours while flowing with nitrogen. As a result, 493 g of a crude product of the corresponding ester, isostearyl isostearate (corresponding to the formula (1-3)) was obtained. As a result of GC analysis, isostearyl isostearate was 66.4%, isostearyl alcohol was 0.6%, isostearic acid was 32.6%, and the total of other components was 0.4%, and the APHA at this point was 77.
이 조물 중 240g을 분자증류장치(시바타식 유하 박막증류기)를 이용하여 증류정제를 행하였다. 감압도 0.6~0.8Pa, 온도 120℃에서 유출시켰다. 결과, 유분으로서 무색투명한 이소스테아릴이소스테아레이트 88g을 얻었다. 이 이소스테아릴이소스테아레이트는 APHA가 13이었다. 잔분측에는 반응시에 스테인리스제 반응기로부터 혼입한 착색성분이 제거되어 갈색이었으며, APHA는 138이었다.
240 g of the crude product was purified by distillation using a molecular distillation apparatus (Shibata type falling thin film distiller). It was made to flow out at the pressure reduction degree of 0.6-0.8 Pa, and the temperature of 120 degreeC. As a result, 88 g of colorless and transparent isostearyl isostearate was obtained as an oil. This isostearylisostearate had an APHA of 13. On the residue side, the colored component mixed in from the stainless steel reactor during the reaction was removed and it was brown, and the APHA was 138.
(실시예 4/무촉매·무용제의 반응)(Example 4/reaction of no catalyst and no solvent)
3,5,5-트리메틸헥산올-1(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.제, APHA=3) 151g과, 이소스테아르산(5,7,7-트리메틸2-〔1,3,3-트리메틸부틸〕옥탄산-1(Nissan Chemical Industries, Ltd.제, APHA=8)) 311g을 스테인리스제 반응기 중에 첨가하고, 질소플로우를 하면서 200~250℃에서 13시간 반응시켰다. 결과, 대응하는 에스테르체인 이소노닐이소스테아레이트(식(1-1)에 상당)의 조물 430g을 얻었다. GC 분석의 결과, 이소노닐이소스테아레이트가 78.0%, 3,5,5-트리메틸헥산올-1이 4.1%, 이소스테아르산이 17.6%, 기타 성분의 합계가 0.3%였으며, 이 시점에서의 APHA는 48이었다.151 g of 3,5,5-trimethylhexanol-1 (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., APHA=3) and isostearic acid (5,7,7-trimethyl2-[1,3,3-trimethyl 311 g of butyl]octanoic acid-1 (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., APHA=8)) was added to a stainless steel reactor, and reacted at 200 to 250°C for 13 hours while flowing nitrogen. As a result, 430 g of a crude product of isononyl isostearate (corresponding to formula (1-1)), which is the corresponding ester, was obtained. As a result of GC analysis, isononylisostearate was 78.0%, 3,5,5-trimethylhexanol-1 was 4.1%, isostearic acid was 17.6%, and the total of other components was 0.3%, APHA at this time point was 48.
이 조물 중 101g을 통상의 증류장치를 이용하여 정제하였다. 감압도 0.1Pa, 온도 205℃에서 이소노닐이소스테아레이트를 유출시켰다. 얻어진 무색투명한 이소스테아릴이소스테아레이트는 27g였으며, APHA는 14였다. 반응기 잔측에는 반응시에 스테인리스제 반응기로부터 혼입한 약간의 착색성분이 제거되어 황색이었으며, APHA는 72었다.
101 g of the crude product was purified using a conventional distillation apparatus. At a reduced pressure of 0.1 Pa and a temperature of 205°C, isononyl isostearate was discharged. The obtained colorless and transparent isostearyl isostearate was 27 g, and APHA was 14. The remaining side of the reactor was yellow due to the removal of some colored components mixed in from the stainless steel reactor during the reaction, and the APHA was 72.
(실시예 4에서 얻어진 이소노닐이소스테아레이트의 분석결과)(Analysis result of isononyl isostearate obtained in Example 4)
1H-NMR(300MHz,CDCl3,δppm):0.89-0.97(36H,m),1.02-1.15(6H,m),1.18-1.26(2H,m),1.34-1.53(2H,m),1.55-1.70(4H,m),1.73-2.19(2H,m),4.01-4.13(2H,m) 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ,δ ppm): 0.89-0.97 (36H, m), 1.02-1.15 (6H, m), 1.18-1.26 (2H, m), 1.34-1.53 (2H, m), 1.55 -1.70(4H,m),1.73-2.19(2H,m),4.01-4.13(2H,m)
GC-MS(CI) m/z:411.30(M+)
GC-MS (CI) m/z: 411.30 (M + )
(실시예 5/무촉매·무용제의 반응)(Example 5/Reaction of no catalyst and no solvent)
이소스테아릴알코올(5,7,7-트리메틸2-〔1,3,3-트리메틸부틸〕옥탄올-1(Nissan Chemical Industries, Ltd.제, 상품명 FO-180, APHA=4)) 251g과, 3,5,5-트리메틸헥산산-1(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.제, APHA=4) 154g을 스테인리스제 반응기 중에 첨가하고, 질소플로우를 하면서 200℃에서 4시간 반응시켰다. 결과, 대응하는 에스테르체인 이소스테아릴이소노닐레이트(식(1-2)에 상당)의 조물 382g을 얻었다. GC 분석의 결과, 이소스테아릴이소노닐레이트가 94.2%, 이소스테아릴알코올이 3.3%, 3,5,5-트리메틸헥산산-1이 2.3%, 기타 성분의 합계가 0.2%였으며, 이 시점에서의 APHA는 44였다.251 g of isostearyl alcohol (5,7,7-trimethyl2-[1,3,3-trimethylbutyl]octanol-1 (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., trade name FO-180, APHA=4)); 154 g of 3,5,5-trimethylhexanoic acid-1 (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., APHA=4) was added in a stainless steel reactor, and reacted at 200°C for 4 hours while flowing nitrogen. As a result, 382 g of a crude product of isostearylisononylate (corresponding to the formula (1-2)), which is the corresponding ester, was obtained. As a result of GC analysis, isostearylisononylate was 94.2%, isostearyl alcohol was 3.3%, 3,5,5-trimethylhexanoic acid-1 was 2.3%, and the total of other components was 0.2%. APHA was 44.
이 조물 중 98g을 통상의 증류장치를 이용하여 정제하였다. 감압도 0.1Pa, 온도 205℃에서 이소스테아릴이소노닐레이트를 유출시켰다. 얻어진 무색투명한 이소스테아릴이소노닐레이트는 10g이었으며, APHA는 8이었다. 반응기 잔측에는 반응시에 스테인리스제 반응기로부터 혼입한 약간의 착색성분이 제거되어 황색이었으며, APHA는 141이었다.
98 g of the crude product was purified using a conventional distillation apparatus. Isostearylisononylate was discharged at a reduced pressure of 0.1 Pa and a temperature of 205°C. The obtained colorless and transparent isostearylisononylate was 10 g, and APHA was 8. The remaining side of the reactor was yellow due to the removal of some colored components mixed in from the stainless steel reactor during the reaction, and the APHA was 141.
(실시예 5에서 얻어진 이소스테아릴이소노닐레이트의 분석결과)(Analysis result of isostearylisononylate obtained in Example 5)
1H-NMR(300MHz,CDCl3,δppm):0.83-0.95(36H,m),0.97-1.13(6H,m),1.15-1.33(4H,m),1.19-1.33(2H,m),1.43-1.74(2H,m),1.99-2.40(2H,m),3.89-4.06(2H,m) 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ,δ ppm): 0.83-0.95 (36H, m), 0.97-1.13 (6H, m), 1.15-1.33 (4H, m), 1.19-1.33 (2H, m), 1.43 -1.74(2H,m),1.99-2.40(2H,m),3.89-4.06(2H,m)
GC-MS(CI) m/z:411.25(M+)
GC-MS (CI) m/z: 411.25 (M + )
(비교예 1/촉매사용·무용제의 반응)(Comparative Example 1/Reaction with catalyst and no solvent)
촉매로서 파라톨루엔설폰산을 이용하여 글라스라이닝제 반응기로 120~150℃에서 이소스테아릴알코올(5,7,7-트리메틸2-〔1,3,3-트리메틸부틸〕옥탄올-1(Nissan Chemical Industries, Ltd.제, 상품명 FO-180, APHA=4))과, 이소스테아르산(5,7,7-트리메틸2-〔1,3,3-트리메틸부틸〕옥탄산-1(Nissan Chemical Industries, Ltd.제, APHA=8))을 반응시킴으로써 이소스테아릴이소스테아레이트(식(1-3)에 상당)를 합성하였다. 결과, 황색의 조물을 얻었다. 이 시점에서의 APHA는 162였다. 이후, 증류를 하여도 촉매의 분해물 유래라 생각되는 착색성분이, 유출한 이소스테아릴이소스테아레이트에 동반하여 제거되지 않았다. 증류 후의 APHA는 162였으며, 실시예 1, 2, 3에 비해 착색이 컸다.
Isostearyl alcohol (5,7,7-trimethyl2-[1,3,3-trimethylbutyl]octanol-1 (Nissan Chemical Industries, Ltd., trade name FO-180, APHA = 4) and isostearic acid (5,7,7-trimethyl2-[1,3,3-trimethylbutyl]octanoic acid-1 (Nissan Chemical Industries, Ltd., APHA = 8)) was reacted to synthesize isostearyl isostearate (corresponding to formula (1-3)). As a result, a yellow product was obtained. The APHA at this point was 162. After that, even after distillation, the colored component thought to be derived from the decomposition product of the catalyst was not removed along with the distilled isostearyl isostearate. The APHA after distillation was 162, and the coloration was larger than in Examples 1, 2, and 3.
(비교예 2/무촉매·무용제의 반응)(Comparative Example 2/Reaction of no catalyst and no solvent)
촉매를 사용하지 않고, 이소스테아릴알코올(2-옥틸데칸-1-올(Nissan Chemical Industries, Ltd.제, 상품명 FO-180T, APHA=5)) 200g과, 이소스테아르산(2-옥틸데카노익애시드(Nissan Chemical Industries, Ltd.제, 상품명 이소스테아르산T, APHA=10)) 221g을 스테인리스제 반응기 중에 첨가하고, 질소플로우를 하면서 250℃에서 10시간 반응시켰다. 결과, 대응하는 에스테르체인 이소스테아릴이소스테아레이트(식(2-1)에 상당)의 황색의 조물 402g을 얻었다.Without using a catalyst, 200 g of isostearyl alcohol (2-octyldecan-1-ol (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., trade name: FO-180T, APHA = 5)) and isostearic acid (2-octyldecano) 221 g of acid acid (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., trade name isostearic acid T, APHA=10)) was added to a stainless steel reactor, and reacted at 250° C. for 10 hours while flowing nitrogen. As a result, 402 g of a yellow crude product of isostearyl isostearate (corresponding to formula (2-1)), which is the corresponding ester, was obtained.
[화학식 6][Formula 6]
GC 분석의 결과, 이소스테아릴이소스테아레이트가 87.7%, 이소스테아릴알코올(2-옥틸데칸-1-올)이 3.2%, 이소스테아르산(2-옥틸데카노익애시드)가 5.3%, 기타 성분의 합계가 3.8%였다. 이 시점에서의 APHA는 191였으며, 동일한 스테인리스제 반응기를 이용했음에도 불구하고, 실시예 1, 3에 비해 착색이 큰 것은, 분지가 적고 비교적 열안정성이 낮은 원료인 이소스테아릴알코올(2-옥틸데칸-1-올)과 이소스테아르산(2-옥틸데카노익애시드), 및 생성물인 이소스테아릴이소스테아레이트가 고온에 노출되므로 분해되어 착색되었기 때문으로 생각된다.
As a result of GC analysis, isostearyl isostearate was 87.7%, isostearyl alcohol (2-octyldecan-1-ol) was 3.2%, isostearic acid (2-octyldecanoic acid) was 5.3%, The total of other components was 3.8%. The APHA at this time was 191, and although the same stainless steel reactor was used, the ones with larger coloration compared to Examples 1 and 3 had less branching and relatively low thermal stability, isostearyl alcohol (2-octyldecane). -1-ol), isostearic acid (2-octyldecanoic acid), and the product isostearylisostearate were decomposed and colored due to exposure to high temperatures.
이 조물 중 115g의 증류정제를 행하였다. 감압도 0.1Pa, 온도 270~280℃에서 이소스테아릴이소스테아레이트를 유출시켰다. 얻어진 이소스테아릴이소스테아레이트는 4g였으며, APHA는 79로, 증류하여도 실시예 1, 3에 비해 착색이 컸다. 이는 원료, 및 생성물의 분해물 유래의 착색이 증류로 제거되지 못했기 때문으로 생각된다. 반응기 잔측에는 착색성분이 어느 정도는 제거되어 황색이었으며, APHA는 260이었다.115 g of the crude product was purified by distillation. Isostearyl isostearate was discharged at a reduced pressure of 0.1 Pa and a temperature of 270 to 280°C. The obtained isostearyl isostearate was 4 g, APHA was 79, and even after distillation, the coloration was larger than in Examples 1 and 3. This is considered to be because the coloring derived from the decomposition product of the raw material and the product could not be removed by distillation. The left side of the reactor was yellow due to some removal of coloring components, and APHA was 260.
Claims (14)
상기 반응은 1몰의 다분지 지방족 알코올에 대하여, 1.01~2.5몰의 다분지 지방족 카르본산을 반응시키는 것이며,
상기 다분지 지방족 알코올 및 다분지 지방족 카르본산은, 각각 분자 내에 제3급탄소원자 및 제4급탄소원자 중 적어도 하나를 가지며, 분자 내의 이들 탄소원자의 합계수가 2~10인 알코올 및 카르본산이며,
이 알코올과 이 카르본산 중 적어도 한쪽이 탄소원자수 10~30을 갖는 화합물이고, 얻어진 이 에스테르의 하젠색수(APHA)가 1~30인 상기 제조방법.
A method for producing a polybranched aliphatic ester by reacting a polybranched aliphatic alcohol with a polybranched aliphatic carboxylic acid in the absence of a solvent and a catalyst to obtain a polybranched aliphatic ester, followed by distillation to obtain a purified polybranched aliphatic ester,
The reaction is to react 1.01 to 2.5 moles of polybranched aliphatic carboxylic acid with 1 mole of polybranched aliphatic alcohol,
The polybranched aliphatic alcohol and the polybranched aliphatic carboxylic acid are alcohols and carboxylic acids each having at least one of a tertiary carbon atom and a quaternary carbon atom in a molecule, and the total number of these carbon atoms in the molecule is 2 to 10;
The above production method, wherein at least one of the alcohol and the carboxylic acid is a compound having 10 to 30 carbon atoms, and the obtained ester has a Hazen color number (APHA) of 1 to 30.
탄소원자수 10~30의 다분지 지방족 알코올과, 탄소원자수 7~30의 다분지 지방족 카르본산을 반응하여, 탄소원자수 17~60의 다분지 지방족 에스테르를 얻는 제조방법.
The method of claim 1,
A method for producing a polybranched aliphatic ester having 17 to 60 carbon atoms by reacting a polybranched aliphatic alcohol having 10 to 30 carbon atoms with a polybranched aliphatic carboxylic acid having 7 to 30 carbon atoms.
탄소원자수 7~30의 다분지 지방족 알코올과, 탄소원자수 10~30의 다분지 지방족 카르본산을 반응하여, 탄소원자수 17~60의 다분지 지방족 에스테르를 얻는 제조방법.
The method of claim 1,
A method for producing a polybranched aliphatic ester having 17 to 60 carbon atoms by reacting a polybranched aliphatic alcohol having 7 to 30 carbon atoms with a polybranched aliphatic carboxylic acid having 10 to 30 carbon atoms.
탄소원자수 10~30의 다분지 지방족 알코올과, 탄소원자수 10~30의 다분지 지방족 카르본산을 반응하여, 탄소원자수 20~60의 다분지 지방족 에스테르를 얻는 제조방법.
The method of claim 1,
A method for producing a polybranched aliphatic ester having 20 to 60 carbon atoms by reacting a polybranched aliphatic alcohol having 10 to 30 carbon atoms with a polybranched aliphatic carboxylic acid having 10 to 30 carbon atoms.
다분지 지방족 알코올이 1가 알코올인 제조방법.
The method of claim 1,
A manufacturing method in which the polybranched aliphatic alcohol is a monohydric alcohol.
다분지 지방족 알코올이 이소스테아릴알코올, 이소아라키딜알코올, 또는 트리메틸헥실알코올인 제조방법.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
A method for producing the polybranched aliphatic alcohol is isostearyl alcohol, isoarachidyl alcohol, or trimethylhexyl alcohol.
다분지 지방족 카르본산이 1가 카르본산인 제조방법.
The method of claim 1,
A production method wherein the polybranched aliphatic carboxylic acid is a monovalent carboxylic acid.
다분지 지방족 카르본산이 이소스테아르산, 이소아라키딘산, 또는 트리메틸헥산산인 제조방법.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
A method for producing a polybranched aliphatic carboxylic acid is isostearic acid, isoarachidic acid, or trimethylhexanoic acid.
반응이 180~300℃에서 행해지는 제조방법.
The method of claim 1,
A manufacturing method in which the reaction is carried out at 180 to 300 °C.
하젠색수(APHA)가 1~20인 제조방법.
The method of claim 1,
A manufacturing method having a Hazen color number (APHA) of 1 to 20.
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